移动通信简介

移动通信简介第1页/共23页1常见知识2典型呼叫流程3网络结构4空口概述5新技术LTE第2页/共23页一、常见知识手机开机1、基站每时每刻都子向外发送信号，我们称为广播。广播内容主要是告诉周边的手机与它对接的一些基本对接规则、基站的标识、属于哪个位置区（LAC）等…2、手机开机时搜索手机中存储的最后一次关机前所占用的网络（主要是区分运营商），如果手机中没有，则重新搜索可用的信号最好的基站信号，并开展与基站的对接3、手机与基站完成初步对接后，会向核心网进行鉴权、位置登记等内容，及让核心网刷新这个用户所在的位置、手机是否欠费、开通了哪些功能等，这叫做位置更新。第3页/共23页一、常见知识手机驻留1、手机驻留在网络中不动时，手机会周期性的向网络发送其所在位置的信号强度等情况。3、另外信号强度无时无刻不在变化，及时手机处于同一个位置，信号也会正常波动。而3G和4G的覆盖能力又比2G差，如果信号强度波动到比较差的情况下，手机就会重选至信号较好的2G上。2、同时网络也会向手机周期性发起一次重要的对话（周期性位置更新），让手机执行一次类似开机时的网络登记动作，用来更新手机的状态。这一步很重要，如果出错，可能会导致手机已经移动到外地了，网络还在本地进行寻呼的现象。4、虽然同在一个基站覆盖下，但手机所处的环境不同，有的在室内有的在室外，往往会导致网络驻留难以同时满足不同情况的需求，这导致网络感知较差的情况，尤以高层建筑和弱覆盖区域为甚。第4页/共23页一、常见知识手机移动1、手机在移动时候，如果移动到原驻留基站的覆盖边缘，手机会在与最近的信号最好的基站建立联系，并在适当的时候驻留到新的基站信号下使用新基站的信号，这称为切换2、切换有两种：A手机与新基站建立链接的同时，瞬间切断旧基站的链接，语音等业务在新基站下继续进行，这个瞬间很快以致无法被人耳感知到，这种叫做硬切换；B手机在与新基站建立链接的同时，保留与旧基站的链接，业务同时在两个基站进行，这种叫做软切换3、当手机在与新基站建立链接时，如果新基站的位置区（LAC）与旧基站不同，那么手机会进行一次非周期性的位置更新。第5页/共23页二、典型呼叫流程1、手机A（060220002）向手机B（060220002）发起呼叫2、呼叫信息通过电磁波信号发送到附近基站（BTS）3、基站将收到的呼叫请求通过基站控制器（BSC）传送到程控交换机（MSC1）发起呼叫第6页/共23页二、典型呼叫流程交换分析4、MSC1分析被叫手机B的电话号码，找到手机B所属的位置寄存器（HLR）并发送路由申请5、HLR查询手机B的当前位置信息，获得手机B服务于MSC2，HLR向MSC2请求路由信息6、MSC2分配路由信息，及漫游号码MSRN，并通过HLR将MSRN送给主叫MSC1第7页/共23页二、典型呼叫流程寻呼被叫7、MSC1根据MSRN与MSC2之间进行呼叫建立8、MSC2查找手机B目前所属的区域号（LAC），并向该位置区号的基站发起呼叫命令9、所有属于该LAC下的基站同时向空间发送呼叫手机B的寻呼信号10、手机B接收到寻呼消息，并开始响铃。第8页/共23页三、网络结构整体网络结构移动通信系统主要由上述基站、传输、交换三大部分组成

它的结构就像一颗树，对应树叶、枝干、树根。基站系统传输系统交换系统网络的优劣由多个环节影响并非仅仅由基站决定第9页/共23页三、网络结构基站典型的基站由铁塔、机房组成，机房内部有基站主设备、天馈系统、传输系统、空调、电源等配套系统组成。但随着技术发展，拉远形基站、微型基站等外观上与传统基站多有不同。第10页/共23页三、网络结构天馈系统手机发射的电磁波由天馈系统转化为电信号后输入到基站主设备里通过解调等一系列处理后再在发送到传输设备上转化为光信号，最后通过光纤传输到后续设备上。无线信号通过天馈系统转变为电信号第11页/共23页三、网络结构传输系统2G基站3G基站4G基站ATMIP◆基站主设备通过传输连接交换等后续设备◆目前传输分传统SDH网络及分组网两张传输网络。◆传输的安全性是整个移动通信系统稳定的报障，其传输质量也影响业务质量◆ATM承载目前2G和3G的语言业务，IP承载目前3G和4G的数据业务第12页/共23页三、网络结构交换系统◆MSC（MGW+SERVER)提供交换功能及和系统内其它功能的连接，可以直接提供或通过移动网关GMSC提供和公共电话交换网、综合业务数字网、公共数据网等固定网的接口功能，把移动用户与移动用户、移动用户和固定网用户互相连接起来。◆HLR是移动通信系统的中央数据库，存放着所有归属用户的信息，如用户的有关号码（IMSI和MSISDN）、用户类别、漫游能力、签约业务和补充业务等。此外，HLR还存储着每个归属用户有关的动态数据信息，如用户当前漫游所在的MSC/VLR地址（即位置信息）和分配给用户的补充业务。◆VLR是动态地保存着进入其控制区域内的移动用户的相关数据，如位置区信息及补充业务参数等，并为已登记的移动用户提供建立呼叫接续的必要条件。VLR从该移动用户归属的HLR中获取并保存用户数据，并在MSC处理用户的移动业务时向MSC提供必要的用户数据。VLR一般都与MSC在一起综合实现。◆GGSN提供数据包在GPRS网和外部数据网之间的网关接口功能。用户选择哪一个GGSN作为网关，是在PDPContexts激活过程中根据用户的签约信息以及用户请求的接入点名确定的◆SGSN鉴权和加密；会话管理；移动性管理；逻辑链路管理；通过Gr接口与HLR(HomeLocationRegister，归属位置寄存器)连接、通过Gb接口与BSC连接、通过Gn接口与GGSN(GatewayGPRSSupportNode，网关GPRS支持节点)连接；输出与无线网络使用相关的计费数据。第13页/共23页四、空口概述射频2G、3G、4G所使用的无线信号，物理上是与可见光相同的电磁波第14页/共23页四、空口概述无线电传播◆信号在传播时会产生反射，复杂的传播环境会导致信号质量变差◆无线信号在传播中，其强度以指数级下降而非线性下降◆高频率的无线信号因波长不同，衰弱速度远比低频率的快，这也是3G的覆盖能力远低于2G的原因。第15页/共23页四、空口概述窄带与宽带◆宽带系统的抵抗频率选择性衰落能力相比窄带大为加强，这是也相同信号强度的情况下，3G比2G、4G比3G的网络性能更好的原因。第16页/共23页四、空口概述双工技术WCDMA、CDMA2000、FDD-LTE使用FDD优点：实现简单缺点：在上下行业务不对称时（主要是数据业务）频谱利用效率低TD-SCDMA、TD-LTE使用TDD优点：在上下行业务不对称时可以给上下行灵活分配不同数量的时隙，频谱利用效率高缺点：实现较复杂，需要比较精确的同步，需要GPS同步一起使用时，上下行之间的干扰控制困难频分双工（FDD）：以不同频率区分上行和下行时分双工（TDD）：以不同时隙区分上行和下行第17页/共23页四、空口概述空口处理框图信源编码Interleaving信道编码交织加扰扩频调制射频发射信源解码deinterleaving去交织信道解码解扰解扩解调射频接收无线信道第18页/共23页五、新技术LTELTE背景第19页/共23页五、新技术LTE◆扁平化：接入网演进结构变化最大的是取消了RNC网元，将其功能放入eNB中实现◆网络只传输PS业务，语音使用VoIP进行传输（当然可以通过系统互操作，比如CSFB）◆S1接口：eNodeB和SAEGateway/MME之间的接口，包括控制面接口和用户面接口。◆X2接口：eNodeB之间的接口，包括控制面和用户面接口，实现移动性及部分无线资源管理功